碳纳米管和立构复合晶对聚乳酸/碳纳米管复合材料结构和性能调控

摘要

通过溶液-熔融共混的方法制备了不同导电填料含量的多壁碳纳米管(MWCNT)/立构复合晶(SC)/聚乳酸(PLA)导电复合材料,借助差式扫描热量仪(DSC)、热台偏光显微镜(POM)和自组装电阻仪详细地研究了MWCNT/SC/PLA导电复合材料的结晶性能与导电性能的关系.结果表明,通过溶液-机械共混的方式制备的MWCNT/PLA导电复合材料具有较低的导电填料逾渗阀值,约为0.6％,并且随着高熔点SC的引入,导电性能先提高后稳定.MWCNT的加入够显著提高复合材料的起始结晶温度、热力学分解温度和成核速度,而SC的加入增加了聚乳酸基体的球晶尺寸,抑制了成核效应,并表现出显著的晶体排斥效应.通过温度-电阻测试发现,在不同的热处理温度(Ts=60、80、100、120°C)下,复合材料的电导率降低;而随着热处理温度的提高和SC的引入,电导率稳定区的出现时间逐渐缩短,从20 min缩短到了8 min,并且复合材料的结晶度也表现出了先增加后降低的现象,PLA+0.6％MWCNT的结晶度从15.7％(Ts=60°C)增加到了68.1％(Ts=100°C).